Question

【题目】用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平桌面上，实验小车通过轻细线滑轮跨过定滑轮与砂筒相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。在保持沙桶及沙的总质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a。改变小车上钩码的质量，重做多次实验，分析纸带，作上图获取a与m的关系。

（1）某次得到图乙所示纸带。纸带上相邻计数点之间还有4个点未画出，由纸带数据计算加速度为_________m/s2。（保留3位有效数字）

（2）以上实验操作前，_________ （填“需要”或“不需要”）垫高木板打点计时器一端以平衡小车摩擦力；_________（填“需要”或“不需要”）满足沙和沙桶总质量远小于小车和车上钩码总质量。

Answer 1

【答案】2.00 需要 需要

【解析】

（1）[1]相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔为T=0.1s，根据

得小车运动的加速度为

代入数据解得

（2）[2]为保证细线的拉力等于小车所受的合力，故在实验前需要垫高木板打点计时器一端以平衡小车摩擦力；

[3]对沙和沙桶分析，根据牛顿第二定律，有

对小车分析，根据牛顿第二定律有

联立解得

由上式可知当时，所以为了让小车所受力的拉力等于沙和沙桶的总重力，故需要满足沙和沙桶总质量远小于小车和车上钩码总质量。